mathématiques approfondies (ECG 1re année) · Chapitre 5 · Exercice
Une suite récurrente, et sa vitesse
Fonctions réelles d'une variable réelle · Dérivation et accroissements finis · niveau 3 (difficile)
Énoncé
Soit et . Montrer que pour tout , que est l'unique point fixe dans , puis que .
Corrigé
La stabilité de . Posons , définie et décroissante sur . Alors et , donc . Comme , une récurrence immédiate donne pour tout .
Le point fixe. équivaut à , soit , dont les racines sont . Une seule est dans : .
La contraction. est dérivable avec . Pour on a , donc
L'inégalité des accroissements finis s'applique alors sur , qui contient à la fois et :
Conclusion. Par récurrence, , puisque . Comme , la suite converge vers — en gagnant un peu plus d'un demi-chiffre décimal par itération.
Le point à retenir. Trois étapes, toujours les mêmes : un intervalle stable, un point fixe dedans, une majoration de par un . L'inégalité des accroissements finis fait le reste, et elle donne la vitesse, pas seulement la convergence.